Si bëhet tekstil me fije qelqi?

Tekstil me fije qelqi i referohet një grupi produktesh të bëra nga fibra qelqi individuale të kombinuara në forma të ndryshme. Fijet e qelqit mund të ndahen në dy grupe të mëdha sipas gjeometrisë së tyre: fijet e vazhdueshme të përdorura në fije dhe tekstile, dhe fibrat e ndërprera (të shkurtra) të përdorura si shkop, batanije ose dërrasa për izolim dhe filtrim. Tekstil me fije qelqi mund të formohet në fije njësoj si leshi ose pambuku, dhe të endura në pëlhurë e cila ndonjëherë përdoret për draperie. Tekstilet me tekstil me fije qelqi zakonisht përdoren si material përforcues për plastika të derdhura dhe të laminuara. Leshi tekstil me fije qelqi, një material i trashë dhe me gëzof i bërë nga fibra të ndërprera, përdoret për izolimin termik dhe thithjen e zërit. Gjendet zakonisht në pjesët dhe trupat e anijeve dhe nëndetëseve; ndarjet e motorëve të automobilave dhe veshjet e paneleve të trupit; në furrat dhe njësitë e ajrit të kondicionuar; panele akustike muri dhe tavani; dhe ndarjet arkitekturore. Tekstil me fije qelqi mund të përshtatet për aplikime specifike si Lloji E (elektrik), i përdorur si shirit izolues elektrik, tekstile dhe përforcim; Lloji C (kimik), i cili ka rezistencë superiore ndaj acidit, dhe Tipi T, për izolim termik.

Megjithëse përdorimi komercial i fibrave të qelqit është relativisht i kohëve të fundit, artizanët krijuan fije qelqi për të dekoruar gota dhe vazo gjatë Rilindjes. Një fizikan francez, Rene-Antoine Ferchault de Reaumur, prodhoi tekstile të zbukuruara me fije qelqi të imët në 1713 dhe shpikësit britanikë e dyfishuan këtë sukses në 1822. Një endës mëndafshi britanik bëri një pëlhurë qelqi në 1842 dhe një shpikës tjetër, Edward Libbey, ekspozoi një fustan i endur prej qelqi në Ekspozitën Kolumbiane të 1893 në Çikago.

Leshi i qelqit, një masë me gëzof fibrash të ndërprera në gjatësi të rastësishme, u prodhua për herë të parë në Evropë në fillim të shekullit, duke përdorur një proces që përfshinte tërheqjen e fibrave nga shufrat horizontalisht në një daulle rrotulluese. Disa dekada më vonë, një proces rrotullimi u zhvillua dhe u patentua. Materiali izolues i fibrave të qelqit u prodhua në Gjermani gjatë Luftës së Parë Botërore. Kërkimi dhe zhvillimi që synonin prodhimin industrial të fibrave të qelqit përparuan në Shtetet e Bashkuara në vitet 1930, nën drejtimin e dy kompanive të mëdha, Owens-Illinois Glass Company dhe Corning Glass Punimet. Këto kompani zhvilluan një fibër qelqi të imët, të zhdërvjellët dhe me kosto të ulët duke tërhequr xhamin e shkrirë përmes vrimave shumë të imta. Në vitin 1938, këto dy kompani u bashkuan për të formuar Owens-Corning Fiberglas Corp. Tani e njohur thjesht si Owens-Corning, ajo është bërë një kompani me vlerë 3 miliardë dollarë në vit dhe është një lider në tregun e tekstil me fije qelqi.

Lëndët e para

Lëndët e para bazë për produktet e tekstil me fije qelqi janë një shumëllojshmëri e mineraleve natyrore dhe kimikateve të prodhuara. Përbërësit kryesorë janë rëra silicë, gur gëlqeror dhe hiri i sodës. Përbërës të tjerë mund të përfshijnë aluminin e kalcinuar, boraksin, feldspatin, nefelin sienitin, magnezitin dhe argjilën kaolinë, ndër të tjera. Rëra silicë përdoret si formues xhami, dhe hiri i sodës dhe guri gëlqeror ndihmojnë kryesisht në uljen e temperaturës së shkrirjes. Përbërës të tjerë përdoren për të përmirësuar vetitë e caktuara, të tilla si boraksi për rezistencën kimike. Qelqi i mbeturinave, i quajtur gjithashtu cullet, përdoret gjithashtu si lëndë e parë. Lëndët e para duhet të peshohen me kujdes në sasi të sakta dhe të përzihen tërësisht së bashku (i quajtur batching) përpara se të shkrihen në xhami.

Prodhimi
Procesi

Shkrirja

Pasi të përgatitet grumbulli, futet në një furrë për shkrirje. Furra mund të nxehet me energji elektrike, lëndë djegëse fosile ose një kombinim i të dyjave. Temperatura duhet të kontrollohet saktësisht për të mbajtur një rrjedhje të qetë dhe të qëndrueshme të xhamit. Xhami i shkrirë duhet të mbahet në një temperaturë më të lartë (rreth 1371°C) se llojet e tjera të qelqit në mënyrë që të formohet në fibër. Pasi qelqi bëhet i shkrirë, ai transferohet në pajisjen e formimit nëpërmjet një kanali (vatër) që ndodhet në fund të furrës.

Formimi në fibra

Për formimin e fibrave përdoren disa procese të ndryshme, në varësi të llojit të fibrës. Fijet e tekstilit mund të formohen nga qelqi i shkrirë drejtpërdrejt nga furra, ose qelqi i shkrirë mund të futet së pari në një makinë që formon mermere qelqi me diametër rreth 0,62 inç (1,6 cm). Këto mermere lejojnë që xhami të inspektohet vizualisht për papastërti. Si në procesin e shkrirjes së drejtpërdrejtë ashtu edhe në procesin e shkrirjes së mermerit, mermeret e qelqit ose qelqit ushqehen përmes tufave të nxehta elektrike (të quajtura gjithashtu tjerrëse). Tufa është prej platini ose aliazh metali, me diku nga 200 deri në 3000 vrima shumë të imta. Xhami i shkrirë kalon nëpër vrimat dhe del si fije të imta.

Procesi i filamentit të vazhdueshëm

Një fibër e gjatë dhe e vazhdueshme mund të prodhohet përmes procesit të filamentit të vazhdueshëm. Pasi xhami rrjedh nëpër vrimat në tufa, fijet e shumta kapen në një dredha-dredha me shpejtësi të lartë. Dredha rrotullohet me rreth 2 milje (3 km) në minutë, shumë më shpejt se shpejtësia e rrjedhjes nga tufat. Tensioni i nxjerr filamentet ndërsa janë ende të shkrirë, duke formuar fije një fraksion të diametrit të hapjeve në tufa. Aplikohet një lidhës kimik, i cili ndihmon që fibra të mos thyhet gjatë përpunimit të mëvonshëm. Filamenti më pas mbështillet në tuba. Tani mund të përdredhur dhe të mbështjellë në fije.

Procesi i fibrave kryesore

Një metodë alternative është procesi staplefiber. Ndërsa qelqi i shkrirë rrjedh nëpër tufa, rrymat e ajrit ftohin me shpejtësi filamentet. Shpërthimet e turbullta të ajrit gjithashtu thyejnë filamentet në gjatësi prej 8-15 inç (20-38 cm). Këto fije bien përmes një spërkatjeje lubrifikanti mbi një kazan rrotullues, ku formojnë një rrjetë të hollë. Rrjeti nxirret nga tamburi dhe tërhiqet në një fije të vazhdueshme fibrash të montuara lirshëm. Kjo fije mund të përpunohet në fije me të njëjtat procese të përdorura për leshin dhe pambukun.

Fibra të copëtuara

Në vend që të formohet në fije, fillesa e vazhdueshme ose e gjatë mund të pritet në gjatësi të shkurtra. Fillesa është montuar në një grup bobinash, të quajtura gërshërë, dhe tërhiqet përmes një makinerie e cila e copëton atë në copa të shkurtra. Fibra e copëtuar formohet në dyshekë në të cilat shtohet një lidhës. Pas pjekjes në furrë, tapeti mbështillet. Pesha dhe trashësi të ndryshme japin produkte për herpes, çati të ndërtuara ose dyshekë dekorativë.

Lesh xhami

Procesi rrotullues ose rrotullues përdoret për të bërë lesh xhami. Në këtë proces, qelqi i shkrirë nga furra derdhet në një enë cilindrike me vrima të vogla. Ndërsa kontejneri rrotullohet me shpejtësi, rrjedhat horizontale të qelqit rrjedhin nga vrimat. Rrjedhat e qelqit të shkrirë shndërrohen në fibra nga një shpërthim ajri, gazi i nxehtë ose të dyja. Fijet bien mbi një rrip transportieri, ku ndërthuren me njëra-tjetrën në një masë të butë. Kjo mund të përdoret për izolim, ose leshi mund të spërkatet me një lidhës, të ngjeshet në trashësinë e dëshiruar dhe të thahet në furrë. Nxehtësia vendos lidhësin dhe produkti që rezulton mund të jetë një pllakë e ngurtë ose gjysmë e ngurtë, ose një shkop fleksibël.

Veshje mbrojtëse

Përveç lidhësve, nevojiten veshje të tjera për produktet me tekstil me fije qelqi. Lubrifikantët përdoren për të reduktuar gërryerjen e fibrave dhe ose spërkaten drejtpërdrejt mbi fibër ose shtohen në lidhës. Një përbërje antistatike gjithashtu spërkatet ndonjëherë mbi sipërfaqen e dyshekëve izolues me tekstil me fije qelqi gjatë hapit të ftohjes. Ajri ftohës i tërhequr përmes tapetit bën që agjenti antistatik të depërtojë në të gjithë trashësinë e tapetit. Agjenti antistatik përbëhet nga dy përbërës—një material që minimizon prodhimin e elektricitetit statik dhe një material që shërben si frenues dhe stabilizues i korrozionit. Madhësia është çdo shtresë e aplikuar në fibrat e tekstilit gjatë operacionit të formimit dhe mund të përmbajë një ose më shumë komponentë (lubrifikantë, lidhës ose agjentë bashkues). Agjentët bashkues përdoren në fijet që do të përdoren për përforcimin e plastikës, për të forcuar lidhjen me materialin e përforcuar. Ndonjëherë kërkohet një operacion përfundimi për të hequr këto veshje ose për të shtuar një shtresë tjetër. Për përforcimet plastike, përmasat mund të hiqen me nxehtësi ose kimikate dhe të aplikohet një agjent bashkues. Për aplikime dekorative, pëlhurat duhet të trajtohen me nxehtësi për të hequr përmasat dhe për të vendosur thurjen. Veshjet e bazës së bojës aplikohen më pas përpara se të ngordhni ose të printoni.

Formimi në forma

Produktet e tekstil me fije qelqi vijnë në një larmi formash, të bëra duke përdorur disa procese. Për shembull, izolimi i tubit me tekstil me fije qelqi mbështillet në forma shufra të quajtura mandrelë direkt nga njësitë e formimit, përpara se të shërohet. Format e mykut, në gjatësi prej 3 këmbësh (91 cm) ose më pak, më pas trajtohen në furrë. Gjatësitë e përpunuara më pas çformohen për së gjati dhe sharrohen në dimensione të specifikuara. Fytyrat aplikohen nëse kërkohet dhe produkti paketohet për dërgesë.

Kontrolli i cilësisë

Gjatë prodhimit të izolimit me tekstil me fije qelqi, materiali merret kampion në një numër vendesh në proces për të ruajtur cilësinë. Këto lokacione përfshijnë: grumbullin e përzier që i jepet shkrirësit elektrik; xhami i shkrirë nga tufa e cila ushqen fiberizuesin; fibër qelqi që del nga makina e fibrave; dhe produktin përfundimtar të kuruar që del nga fundi i linjës së prodhimit. Mostrat e qelqit dhe fibrave me shumicë analizohen për përbërjen kimike dhe praninë e të metave duke përdorur analizues dhe mikroskop të sofistikuar kimikë. Shpërndarja e madhësisë së grimcave të materialit të grumbullit përftohet duke e kaluar materialin përmes një numri sita me madhësi të ndryshme. Produkti përfundimtar matet për trashësinë pas paketimit sipas specifikimeve. Një ndryshim në trashësi tregon se cilësia e xhamit është nën standardin.

Prodhuesit e izolimit me tekstil me fije qelqi përdorin gjithashtu një sërë procedurash të standardizuara testimi për të matur, rregulluar dhe optimizuar rezistencën akustike të produktit, thithjen e zërit dhe performancën e pengesës së zërit. Vetitë akustike mund të kontrollohen duke rregulluar variabla të tillë të prodhimit si diametri i fibrës, dendësia e madhe, trashësia dhe përmbajtja e lidhësit. Një qasje e ngjashme përdoret për të kontrolluar vetitë termike.

E ardhmja

Industria e tekstil me fije qelqi përballet me disa sfida të mëdha gjatë pjesës tjetër të viteve 1990 dhe më tej. Numri i prodhuesve të izolimit me tekstil me fije qelqi është rritur për shkak të filialeve amerikane të kompanive të huaja dhe përmirësimeve të produktivitetit nga prodhuesit amerikanë. Kjo ka rezultuar në kapacitete të tepërta, të cilat tregu aktual dhe ndoshta i ardhshëm nuk mund t'i strehojë.

Përveç kapacitetit të tepërt, do të konkurrojnë materiale të tjera izoluese. Leshi i gurit është përdorur gjerësisht për shkak të përmirësimeve të fundit të procesit dhe produktit. Izolimi me shkumë është një alternativë tjetër ndaj tekstil me fije qelqi në muret e banimit dhe çatitë tregtare. Një material tjetër konkurrues është celuloza, e cila përdoret në izolimin e papafingo.

Për shkak të kërkesës së ulët për izolim për shkak të një tregu të butë banesash, konsumatorët po kërkojnë çmime më të ulëta. Kjo kërkesë është edhe rezultat i tendencës së vazhdueshme të konsolidimit të shitësve me pakicë dhe kontraktorëve. Si përgjigje, industria e izolimit me tekstil me fije qelqi do të duhet të vazhdojë të ulë kostot në dy fusha kryesore: energjinë dhe mjedisin. Do të duhet të përdoren furra më efikase që nuk mbështeten vetëm në një burim energjie.

Me deponitë që arrijnë kapacitetin maksimal, prodhuesit e tekstil me fije qelqi do të duhet të arrijnë pothuajse zero prodhim në mbetjet e ngurta pa rritur kostot. Kjo do të kërkojë përmirësimin e proceseve të prodhimit për të reduktuar mbetjet (për mbetjet e lëngshme dhe të gazit gjithashtu) dhe ripërdorimin e mbetjeve kudo që të jetë e mundur.

Mbetje të tilla mund të kërkojnë ripërpunim dhe shkrirje përpara se të ripërdoren si lëndë e parë. Disa prodhues tashmë po trajtojnë këto çështje.